化学动力学6.5反应级数确定ppt课件

1、药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室制作：陈纪岳制作：陈纪岳第五节 反应级数的确定药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室反应级数反应级数 表明反应速率对浓度的依赖程度表明反应速率对浓度的依赖程度 研究反应机理的重要信息研究反应机理的重要信息药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室单一物质，或多种物质初浓度之比等于计量系数之比单一物质，或多种物质初浓度之比等于计量系数之比1积分法积分法 利用积分形式的动力学方程利用积分形式的动力学方程若若 c t线性关系线性关系 0 级级ln c t线性关系线性关系 1 级级1/c t线性关系线性关系 2 级级2微分法微分法cnkdtdclnlnln cd

2、tdclnln 的斜率为的斜率为 n一对于一对于nkctc dd中的中的 n 利用微分形式的速率方程利用微分形式的速率方程药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室一对于一对于nkctc dd中的中的 n 时间浓度法时间浓度法（一次实验，得时间级数）（一次实验，得时间级数）r1r2r3ctln rln c321斜率斜率= n 初浓度法初浓度法 （多次实验，得真级数）（多次实验，得真级数）r0,1r0,2tc0, 1c0, 2c0, 3r0,3ln r0ln c0321斜率斜率= n药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室一对于一对于nkctc dd中的中的 n3半衰期法半衰期法 101 1122

3、1 nnkcnt10 ncA若有两个半衰期若有两个半衰期 11020221121 n,/cctt可求得可求得 n若有多个半衰期若有多个半衰期ln t1/2 = ln A (n1) ln c0线性回归的斜率线性回归的斜率 = 1 n半衰期数据来源半衰期数据来源ctc0t1/2常数常数021c药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室一对于一对于nkctc dd中的中的 n思考：思考：如何利用如何利用Excel数据拟合确定反应级数？数据拟合确定反应级数？求求H2O2在在313.15K和碱性溶液中分解的反应级数。和碱性溶液中分解的反应级数。？t/min05075100125150200c/(mol/L

4、)0.157 0.120 0.108 0.098 0.088 0.080 0.066药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室多种物质参与反应，初浓度之比等于计量系数之比多种物质参与反应，初浓度之比等于计量系数之比常数常数二对于二对于 EDAddcckctc 中的中的 ， ， 孤立法孤立法例测例测 方法方法1：一次实验，使一次实验，使cD和和cE过量（过量（10倍以上）倍以上） Ac kr EDckc k 方法方法2：多次实验，使多次实验，使cD和和cE恒定，测初速恒定，测初速 A00,c kr EDckc k 药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室二对于二对于 EDAddcckctc 中的中

5、的 ， ， 孤立法孤立法ln k 例例 某反应，计量方程为某反应，计量方程为 2A(g) + 2D(g) = G(g) +2H(l)，实验数据如下，求反应级数实验数据如下，求反应级数解解 设设 DApkpr 第一组数据，第一组数据，pD不变，不变， A00,p kr Dkp k ln r0 ln p0, A回归方程为回归方程为ln r0 =2.08 ln p0, A 5.074( r = 1.0000, n = 3 )pD=53.33kPa不变不变pA=53.33kPa不变不变实验实验 p0,A/kPa r0/(kPa/min)实验实验p0.D/kPa r0/(kPa/min)147.8620

6、.00138.5321.33240.0013.73227.3314.67320.273.33319.6010.53药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室二对于二对于 EDAddcckctc 中的中的 ， ， 孤立法孤立法例例 某反应，计量方程为某反应，计量方程为 2A(g) + 2D(g) = G(g) +2H(l)，实验数据如下，求反应级数实验数据如下，求反应级数解解 设设 DApkpr ln k 第二组数据，第二组数据，pA不变，不变，ln r0 ln p0, D回归方程为回归方程为ln r0 =1.04 ln p0, D 0.759( r = 0.9997, n=3 ) D00,p k

7、r Akp k pD=53.33kPa不变不变0pA=53.33kPa不变不变实验实验P0,A(kPa ) r0(kPa/min)实验实验p0.D(kPa )r0(kPa/min)147.8620.00138.5321.33240.0013.73227.3314.673200273.33319.6010.53药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室二对于二对于 EDAddcckctc 中的中的 ， ， 孤立法孤立法反应级数：反应级数： = 2 =1 总级数总级数=3k的计算的计算ln k Dlnkp = ln ( k 53.33 ) = 5.074ln k Alnkp = ln ( k 53.332 ) = 0